5. Разработка проекта производства геодезич. Разбнвоч. Работ. Методы подготовки данных для перенесения проекта сооружений (в плановом положении) в натуру. Составление разбивочных чертежей.

Для выноса проекта сооружения в натуру производят его геодезическую подготовку, которая включает: а) аналитический расчёт проекта б) составление разбивочных чертежей с данными привязки главных осей к пунктам геодезической основы; в) разработку проекта производства геодези­ческих работ (ППГР).

Проект производства геодезических работ (ППГР)- составная часть общего проекта производства строительно-монтажных работ и тщательно увязывается с ним; составляется на основе изучения генплана объекта, технических условий, стойгенплана. ППГР предназначается для обеспечения геодезическими дан­ными всего комплекса строительных работ и монтажа технологического оборудования. Проект состоит из разделов:

1. Организация геодезических работ на строительной площадке (технология и календарный план выполнения работ, смета).

2. Основные инженерно-геодезические работы (уравнивание, типы центров и знаков).

3. Геодезические разбивочные работы (разбивка главных осей сооружения, детальная разбивка сооружения, исполнительная съемка).

4. Геодезическая выверка конструкций и оборудования (разбивка и закрепление монтажных осей; установка и выверка конструкций в плане, по высоте, по вертикали, контрольные измерения).

5. Наблюдения за деформациями сооружений (обоснование точности, схема размещения знаков, периодичность наблюдений, отчетная документация).

Геодезическая подготовка данных зависит от способа проектирования. Различают следующие методы подготовки данных для перенесения проекта сооружений в натуру:

1.Аналитический расчет: (все элементы должны быть математически увяза­ны м/у собой и с имеющимися на площадке капитальными зданиями и сооружениями).

Необходим, чтобы устранить влияние на точность разбивочных работ ошибок в исход­ных данных. Все проектные данные находят путем математических вычислений, при этом координаты зданий и сооружений определяют геодезической привязкой в натуре, а размеры элементов проекта задают из расчетов и схемы горизонтальной планировки площадки. Все разбивочные данные вычисляются от красной линии. Генплан служит для иллюстрации. Точность расчета определяется точностью технологических расчетов.

2. Графо-аналитический: часть исходных данных для проектирования берется графиче­ским путем с топоплана (размеры построек, координаты минимум двух углов зданий), остальные данные определяются аналитически (проектные размеры сооружений, координаты всех (кроме первого, принятого за исходный) углов зданий). Погрешность проектирования в этом способе зависит от точности. Погрешности выноса на местность и погрешности взаимного положения на местности определения проекта зависит от точности топоплана.

3. Графический: применяют, когда проект сооружения не связан с существующими строениями; все основные вопросы планировки решаются на плане графически. Расчет проекта производится по графическим координатам всех его главных точек. Путем решения обратных задач находят длины и дирекционные углы отдельных линий и полярные координаты для вынесения в натуру главных осей от пунктов геодезической основы. Ошибки проектирования зависят от точности плана и его масштаба. Применяется для вспомогательных сооружений. Δ = δM, где δ - ошибка определения на плане длин линий и координат; М -знаменатель масштаба плана. Не зависимо от способа проектирования выполняется аналитическая подготовка проекта: все геометрические элементы проекта должны быть строго математически увязаны между собой и иметь на строй площадке капитальное сооружение. Составление разбивочных чертежей: На основании генплана сооружения, аналитического расчета и привязки проекта составляют разбивочный чертеж - основной документ для разбивки главных осей сооружения в натуре. В этом документе в М 1:2000 - 1:5000 и крупнее показывают пункты разбивочной основы, положение главных осей с координатами и разбивочными элементами, контуры сооружения с длинами сторон и углами поворота.

3, Плановые и высотные инж-геод сети. Крупно масштабные инж-топогр съёмки застр. территорий. Виды планов, методы их создания. Цифровые модели местности. Основные направления

автоматизации крупномасштабных съёмок.

ИГ сети плановые и высотные создаются на территории городов бази­руются на государственной нивелирной сети I-IV классов, развитой в большинстве районов страны в виде сплошного обоснования. Ниве­лирные сети I и II классов составляют главную высотную основу, посредством которой уста­навливается единая система высот на террито­рии страны.

Сети нивелирования I класса прокладыва­ются на территориях крупных городов страны площадью, превышающей 500 кв.км. Сети нивелирования II-IV классов создаются в зависимости от размеров территории:

От 50 до 500 кв.км.-II, III и IV От 10до50кв.км.-III и IV от I до 10 кв.км.-IV

Нивелирные ходы II класса прокладываются так, чтобы марки и грунтовые реперы распола­гались равномерно на всей территории работ. Производится способом совмещения в прямом и обратном направлениях.

При сгущении нивелирной сети II класса нивелирование III класса прокладывается в виде отдельных ходов или систем ходов и полигонов, опирающихся на марки и реперы нивелирования высших классов. Если сеть III класса явл. самостоятельной опорной сетью, то она строится в виде систем замкнутых полиго­нов. В этом случае нивелирные ходы проклад. в прямом и обратном направлениях. В остальных случаях ходы III класса нивелируются в одном направлении.

Нивелирование IV класса производится в одном направлении по стенным грунтовым реперам и центрам опорных геодезических сетей.

Точность сети определяется величинами допустимых невязок:

II: f_hдоп = _; III: f_hдоп = _; IV: f_hдоп =

Техническое нивелирование: f_hдоп =

На территориях современных городов вы­полняются ИГ работы самых разных видов. Наибольшие требования к точности основных разбивочных работ по высоте возникают при строительстве метрополитенов и крупных самотечных канализационных коллекторов. Для обеспечения подземных сбоек по высоте при строительстве метрополитена вдоль строящейся трассы обычно создаются специ­альные высотные сети III класса. В зависимо­сти от сочетания различных факторов высотная разбивка самотечных коллекторов обеспечива­ется проложением нивелирных сетей II или III классов.

Основные отличия ВИГС от ГНС заключаются в уменьшении расстояний между реперами и уменьшении длин ходов. За счет этого значительно повышается точность определения отметок реперов, при этом методика нивелирования сохраняется полностью.

При определении разности высот точек на поверхности Земли методом геометрического нивелирования возникает неопределенность в значении превышений, вследствие того, что уровенные поверхности различных точек Земли непараллельные между собой. В зависимости от принципа учета непараллельности различают нормальные динамические и ортодинамические высоты. У нас в стране принята система нормаль­ных высот. Нормальные высоты точек отсчитываются по направлениям отвесных линий от поверхности квазигеоида. Поверхность квази­геоида близка к поверхности геоида и в океа­нах и морях они совпадают. Измеренные превышения в сетях I и II класса и сетях III класса в горных районах исправляются за переход к системе нормальных высот на основе гравиметрических данных.

При выполнении ИГР поправки за переход к системе нормальных высот не вводятся из-за малой протяженности ходов. Но в горных районах, при строительстве тоннелей, платин ГЭС эти поправки учитываются.

Плановые И.Г. сети формируются в виде триангуляционных, полигонометрических, линейно-угловых, трилатерационных построений и геодезических строительных сеток, а также спутниковых геодезических сетей.

Требования к точности определения координат пунктов и их плотности очень разнообразны. Это обуславливается различием задач, которые решаются при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.

При построении ИГС используются пункты ГГС. Их развитие выполняется от общего к частному: I кл – II кл – III кл – IV кл + сети сгущения (1р – 2 разряд). Точность ГГС рассчитана на обеспечение в единой ск съёмочных работ до М 1:2000.

Виды плановых инженерно-геодезических сетей:

ИГС на территории городов: На территории городов не строят специальные ИГС, а строят ГГС по специальным требовани­ям с уменьшением длин сторон. Вид и конфигурации сетей зависят от формы и размеров города.

1 . Если территория города имеет вытянутую форму, то создаётся сеть триангуляции в виде одной или сдвоенной цепи треугольников.

2. Если территория города имеет невытянутую форму, то создается сеть триангуляции в виде центральной фигуры.

Как правило, каркас сети строится по триангуляции II класса. Дальнейшее сгущение выполняется вставками пунктов III и IV классов, а их сгущение выполняется полигонометрией 4 класса.

3. На территории городов широко применяется полигонометрия 4 класса, 1 и 2 разрядов.

4. Трилатерация не нашла широкого примене­ния при создании ГТС на территории городов, это объясняется рядом причин:

- В треугольнике трилатерации с тремя изме­ренными расстояниями нет дополнительных измерений, вследствие чего в нем не возникает ни одного условного уравнения. Тогда тре­угольник трилатерации по своим свойствам равноценен линейной засечке, не имеющей контроля полевых измерений;

- Сети трилатерации дают не всегда надёжную ориентировку сторон сети, что приводит к значительным поперечным сдвигам пунктов и отрицательно сказывается на точности сети в целом;

- Большое число измерений при неблагопри­ятных факторах: колебания температуры, давления и влажности, насыщенность террито­рии города линиями электропередач высокого напряжения.

5. Наиболее перспективным на территории городов является создание линейно-угловых сетей, обладающих большими резервами точности определения координат и дирекционных углов, чем сети триангуляции и трилате­рации.

Если территория площадью больше 25 км², то обязательно используются пункты ГГС. Если площадь меньше 25 км², то создаются местные (локальные) сети с привязкой сторон сети к пунктам ГГС.

Крупномасштабными называются то­пографические планы, составляемые в М-е 1 :5000, 1:2000, 1:1000 и 1 :500. В зависимости от назначения различают основные и специа­лизированные крупномасштабные планы (съёмки): землеустроительные, лесоустрои­тельные, русловые маркшейдерские, поисково-разведочные, кадастровые инженерно-топографические, снимаемые для решения конкретных задач той или иной отрасли нар хоз-ва.

Основные крупномасштабные планы составляются в полном соответствии с Основны­ми положениями ГУГК и Инструкцией по топо-съёмке в этих масштабах с изображением всех объектов, контуров и элементов рельефа согласно действующим условным знакам.

Спец планы снимаются с учетом технических требований ведомственных инст­рукций по топографо-геодезическим работам, СНиП и других нормативных документов. Для технологической характе­ристики отдельных видов коммуникаций и сооружений, а также для детального изображения различных угодий и выработок на этих планах применяются свои дополни­тельные условные знаки.

Большую группу составляют инженерно топографические съёмки, выполняемые для целей проектирования, строительства и технической эксплуатации инженерных сооружений, в процессе которых создаётся топографическая основа проектирования в виде планов и профилей, а также опреде­ляются координаты, высоты, уклоны и другие данные, необходимые для аналитических расчетов.

Различают (от назначения) изыскатель­ские планы, снимаемые при изысканиях для выбора оптимального варианта трассы или строительной площадки и для деталь­ного проектирования сооружений; исполнительные планы, составляемые в процес­се строительства для контроля соответствия построенного сооружения проекту; инвентаризационные планы, создаваемые при эксплуатации зданий, сооружений и подземных коммуникаций для учёта и технического обслуживания; кадастровые планы частных и государственных владений, на которых детально изображают все построения и сооружения.

Фототопографические методы съёмки.

Наиболее эффективным методом инж-топогрих съёмок является стереотопогра­фический с применением фотограмметри­ческих приборов высокого класса точности с автоматической регистрацией координат и аналитическим способом обработки результатов измерений. На незастроенной или малозастроенной территории съёмка производится путем составления фотоплана или ортофотоплана и изображение рельефа на стереоприборах. На территориях со сплошной застройкой, особенно много­этажной, составляют графические планы, на которых ситуация и рельеф создаются по аэрофотоснимкам на универсальных приборах.

Крупномасштабная аэрофотосъёмка выполняется в масштабе, который в 4-6 раз мельче масштаба создаваемого плана, при этом стремятся, чтобы отдельные населённые пункты, городские кварталы, предприятия по возможности располага­лись в пределах одно аэрофотоснимка. Оси залётов проектируют || основным линейным контурам и улицам. Продольное перекры­тие назначают 80%, что позволяет выбрать стереопары с размещением капитальных строений в середине модели.

Комбинированная съёмка. При этом ме­тоде съёмки контурная часть плана созда­ётся на основе фотоплана или ортофотоплана, а рельеф снимается в поле топогра­фическими методами (мензульным, тахео­метрическим) с одновременным дешифри­рованием контуров, досъеёмкой не изобра­зившихся на аэрофотоснимках объектов. Наземная стереофотограмметрическая съёмка применяется для составления планов площадок и трасс в горной местно­сти, а также при исполнительных съёмках транспортных узлов, карьеров, надземных сооружений и других объектов. При со­ставлении проекта съёмки на имеющейся карте наиболее крупного масштаба или фотоплане намечают расположение базисов и контрольных точек, а также проектируют геодезическую сеть для их привязки. (Базисы выбирают на возвышенных местах, чтобы с них можно было заснять фототео­долитом всю территорию без мёртвых пространств, разрывов, излишних перекры­тий и получить на плане изображение наиболее удалённых предметов и контуров местности требуемой точностью. Базисы ориентируют || общему направлению снимаемого участка, чтобы хорошо про­сматривались элементы рельефа и ситуа­ции.)

Топографические методы.съёмки (застр. территории.)

Методы съёмки. На застроенных территориях, как прави­ло, выполняется отдельно горизонтальная съёмка ситуации в масштабах 1 ;500 или 1:1000 и высотная съёмка рельефа. Гори­зонтальная съёмка состоит из съёмки фасадов и проездов и внутриквартальной съёмки рельефа. Высотная съёмка включа­ет нивелирование проездов и территории кварталов. Топографическая съёмка заво­дских и городских территорий с капиталь­ной застройкой производится аналитиче­ским методом. При этом фасады зданий и ситуацию снимают со сторон теодолитного хода и створных линий способами прямо­угольных и полярных координат и линей­ных засечек. Рельеф снимают нивелирова­нием по поперечникам и квадратам. Съёмка рельефа на застроенных терри­ториях производится для составления продольных и поперечных профилей проездов и улиц, а также высотных планов территории, необходимых для разработки проекта вертикальной планировки, проек­тирования дорог, подземных коммуника­ций, фундаментов зданий и других соору­жений. Рельеф изображается на планах горизонталями и высотами (с округлением до 1см.). Через контуры строений горизон­тали проводятся пунктиром.

Съемка незастроенной территории: тахеометрическая, мензульная съемка, нивелирование поверхности.

Автоматизация крупномасштабных съемок.

Основным конечным продуктом топографо-геодезического производства до настоящего времени являлась графическая информация о местности в виде карт и планов различных масштабов. Интенсивное использование электронно-вычислительной техники в последние десятилетия создало предпосылку для хранения и использования информации о местности в цифровом виде взамен или в дополнение к традиционным графическим документам.

Усложнение задач инженерно-геодезических изысканий, непрерывный рост объёмов крупномасштабных съёмок и других инженерно-геодезических работ вызвало необходимость создания цифро­вых моделей местности (ЦМ.М). Графиче­ская точность обычных карт и топопланов составляет примерно 0,5 мм. в плановом отношении, а по высоте—одну треть высоты сечения, что для многих современных задач становится недостаточным. Кроме того густота нанесения горизонталей, контуров, пояснительных надписей существенно ограничена условиями удобства работы с графическим документом, технологией графического исполнения и другими факторами. Способы цифрового и аналитического представления информации о местности в основном свободны от этих недостатков и ограничений. Точность плановых координат и высот определяется лишь методами получения первичной информации. Объём памяти современных оперативных и внешних запоминающих устройств позволяет хранить информацию о контурах, ситуации и топографических объектах с любой густотой их расположения на местности. Однако в широкой постановке создания цифровых и аналитических способов представления информации о местности является чрезвычайно сложной научно-технической проблемой. Поэтому технико-экономическая целесообразность перехода к цифровому представлению топографической информации может проявиться лишь при комплексной автоматизации всех видов работ и разарботке систем автоматизированного проектирования Цифровая модель ситуации (ЦМС) создается обычно на городские и промышленные территории. Все здания, сооружения и другие элементы ситуации задаются координатами характерных точек (центров, углов, пересечением осей и тд.), определяющими положение ситуации на местности.

ЦМС содержит метрическую, синтаксическую, семантическую и служебную информацию. Семантическая и служебная информация может быть получена в основном только наземными методами. Для хранения семантической и служебной информации используются специальные цифровые или алфавитно-цифровые коды. Важным элементом ЦММ является цифровая модель топографических объектов, задача создания которой непосредственно связанна с проблемой формирования банков цифровых топографо-геодезических данных, Фотограмметрические построения являются наиболее эффектиным средством получения метрической информации о плановых координатах и высотных характеристиках объектов. Путём топографического и тематического дешифрирования можно определить некоторые качества и физические характеристики. Другие важнейшие физические, биологические, социальные свойства топографо-геодезических объектов должны быть определены наземным путем.

30. Преобразование плоских прямоугольных координат Г-К из одной зоны в другую.

Если вновь создать геодезическую сеть располагающую одновременно на двух зонах и исходные данные отнесены к различным системам координат, то при математической обработки такой системы необходимо, что бы все исходные данные были отнесены к меридиану одной и той же зоны. Все системы плоских прямоугольных координат различных зон могут быть связанны между собой через

системы геодезический координат, так как геодезические координаты являются едиными для в сей плоскости эллипсоида не связанные с осями меридианных зон. – , – - аналитический способ точность 2-3мм. Достоинства: высокая точность, возможность автоматизировать процесс преобразования координат. Недостаток: требуются значительные затраты вычислительного труда. Кроме стандартных зон используются зоны частым каталогом координат, начало координат определяется осевым меридианом проходящим по середине территории на которой ведутся топогр. работы это обеспечивает минимальное искажение на В и З границы территории. Зоны счастым началом координат обычно используются для назначения местных систем координат и они предназначены для ведения съемочных и инженерных работ на сравнительно небольших территориях.

31. Уклонение отвесных линий. Способы определения оставляющих отклонение отвесных линий.

У клонение отвесной линии- называется угол между линией, проходящей через данную точку и нормалью поверхности эллипсоида, проведенную через эту точку.

CP – ось мира, перпендикулярна оси вращения Земли,

Р – полюс мира,

Zг – пересечение нормали с небесной сферой,

Zа – пересечение отвесной линии с небесной сферой.

Угол Zг с Za – это уклонение отвеса полное равно “u”.

Q – азимут равный углу между Za Zг Р.

ξ – проекция полного уклонения отвеса на плоскость меридиана равное ZгQ.

η – проекция полного уклонения отвеса на поверхность первого вертикала, равно ZaQ.

31 (продолжение) Абсолютное уклонение отвеса – угол, образованный нормалью к общему Земному эллипсоиду и отвесу линий. Относительный УО – угол, образованный нормалью референц-эллипсоида и отвесной линией.

Способы определения составляющих уклонения отвесной линии: 1) спутниковый GPS; 2) Наземный (астрономо-геодезический, гравиметрический и астрономо-гравиметрический).

Астрономо-геодезический – суть. Строится плановая геодезическая сеть и используется результат сравнения астрономических и геодезических координат на ряде пунктов в данной сети. Пункты где измерении и геодезические и астрономические координаты называются – астропунктами. Достоинства: 1- относительное отклонение отвеса; 2- высокая точность определение уклона отвеса, если расстояние между пунктами небольшое. Недостаток: дорогостоящий.

Г равиметрический. Основан на использовании аномалии силы тяжести, проявляющий косвенно кривизну поверхности геоида и земного эллипсоиды.

Достоинства: 1- определяет абсолютное уклонение отвеса; 2- дешевый способ.

Недостаток: не определяет относительное УО.

Астрономо-гравиметрический. Геодезическая сеть должна состоять не менее, чем из 3х пунктов. Достоинства: позволяет получить относительное УОЛ и высокая точность 0,3’’, 0,4’’. Недостаток: большой объем геодезических, астрономический и гравиметрических измерений.

6. Составление разбивочных чертежей. Элементы разбивочных работ. Способы основных и детальных разбивочных работ. Способы перенесения в натуру проектных отметок, линий и плоскостей с заданным уклоном

Разбивка сооружений является основным видом геод. работ при вынесении проекта в натуру, этот вид работ требует высокой точности геод. основы и тщательных геод. измерений, чем съемочные работы. В состав этих работ входят построение разбивочной основы в виде триангуляции, полигонометрии, строительной сетки, трилатерации; вынесение в натуру главных и основных осей, детальная разбивка сооружений, исполнительная съемка.

Геодезические разбивочные работы.

Разбивка сооружения (внесение проекта в натуру) наз-ся комплекс геодезических работ на местности для определения планового и высотного положения точек и плоскостей строящегося сооружения.

Этапы разбивочных работ.

1. Основные разбивочные работы – от пунктов плановой основы выносят главные оси и закрепляют их на местности долговременными центрами и знаками. От главной оси выполняют разбивку основных осей.

2. Детальная строительная разбивка сооружений – от основных осей выполняется разбивка продольных и поперечных осей частей сооружения с одновременной установкой их в проектное положение по высоте. Главные оси – точность разбивки 3-5 см., детальные оси – 2-3 мм.

3. Разбивка технологических осей – после монтажа фундамента выполняют разбивку технологических осей фундамента для установки технологического оборудования. Точность установки – 0,1 мм -1 мм.